張偉 朱靜靜
摘 要:工業4.0是未來中國經濟實現高質量發展的關鍵。中國在工業4.0的不同領域已經取得了令人矚目的成就,包括寬帶網絡的擴張、工業機器人增長、人工智能技術發展以及大數據行業的繁榮。然而,中國工業4.0的發展與發達國家相比仍有較大差距,整體水平相對較低,再加上中美貿易戰、科技戰升級對中國工業4.0相關行業領域的打壓,并且其自身存在產業結構錯位、產品質量與創新能力低等問題,中國工業4.0的發展面臨多方面的困境。因此,需要通過競爭政策代替選擇性產業政策、靈活開放的市場準入政策、創新市場機制、構建技能型人才培養體系等市場監管政策工具來促進中國工業4.0的快速發展。
關鍵詞:工業4.0;高質量發展;市場監管;政策工具
一、引言
工業4.0的概念最早出現在德國漢諾威工業博覽會上,此后在全球范圍內引發了新一輪的工業轉型競賽。2013年,德國政府在其《德國2020高技術戰略》中引入了工業4.0的概念,并將其確定為支持新一代工業技術研發的十大未來項目之一。德國的學者和商人將工業4.0的概念視為由智能制造或革命性生產手段主導的第四次工業革命,人們可以充分利用計算機信息技術與網絡空間和云計算等先進技術的結合,即信息物理系統,改變整個制造業的智能生產系統[1]。此后,許多國家,特別是那些有意恢復制造業生產能力并促進就業的發達國家,以及迫切尋求升級產業結構的發展中國家,都希望憑借工業4.0建設找到實現國民經濟進一步發展目標的途徑。因此,工業4.0逐漸成為全球流行的國家戰略。
工業4.0以信息網絡技術、數字化制造技術應用為重點,倡導智能制造、計算機信息技術與網絡空間的深度融合。通過工業4.0建設,加強制造領域前沿技術、關鍵共性技術等的攻關,發展智能制造、促使生產設備改進更新、先進技術不斷創新與應用,推進能源效率提高、綠色生態、可持續發展的生產模式變革,建設以先進制造業為核心的現代化經濟體系。工業4.0推動了互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合,做大做強實體經濟,促進產業轉型升級、新舊動能轉換和經濟可持續發展,是推動國民經濟實現高質量發展的重要支撐。在中國當前的高質量發展階段,工業4.0的作用日漸突出。
二、中國工業4.0的發展現狀
基于工業4.0的定義和內涵,以及工業4.0所具備的制造業數字化、智能化,互聯網技術與傳統制造業融合等特征,本文選擇寬帶網絡的覆蓋范圍、工業機器人的應用、人工智能產業的快速發展以及大數據產業的擴張等四個方面的指標和數據來評價中國工業4.0的發展現狀。
(一)寬帶網絡的普及
寬帶網絡是國家戰略性公共基礎設施,也是工業4.0計劃的關鍵基礎架構。工業4.0的構建基于連續流量和大量工業大數據。工業價值鏈各環節的信息傳輸以及企業內部各部門的數據傳輸都離不開寬帶網絡。尤其是智能生產和智能工廠的發展,更需要強大的網絡帶寬容量的支持。
伴隨著工業4.0的建設,中國固定寬帶的使用量增長很快?!吨袊鴮拵Оl展白皮書(2019年)》中的數據顯示,網絡用戶總數和固定寬帶用戶規模均呈現穩定增長的趨勢,2018年,它們的規模分別達到8.29億和4.07億。2019年中國固定寬帶普及率(即固定寬帶用戶數量除以人口數量)達到31.1%,已經高于OECD國家的平均水平[2]。當前,寬帶網絡正加速進入以5G為代表的超高速率時代,5G的低延遲特性可以更好地用于實時指令控制、資本貨物的實時分配、零件組裝以及其他管理和生產場景, 5G的廣泛連接功能更可用于控制現代工廠數字設備的整個生命周期。
(二)工業機器人的應用
工業機器人在制造業各個領域的廣泛應用已經成為反映工業4.0發展的顯著標志之一。中國工業機器人的增長不僅體現在生產過程中使用量的大量增加,還體現在應用場景的擴展和提供服務的樣式的多樣化上。
根據《2018年工業機器人市場報告》的數據顯示,2018年在中國市場上銷售的工業機器人數量達到了156400臺,中國已經連續六年成為全球最大的工業機器人應用市場。2017年,中國工業機器人的銷售額占全球銷售額的35.6%。其中,工業機器人的市場規模為57.3億美元,服務機器人的市場規模為22億美元,專業機器人的市場規模為7.5億美元[3]。盡管工業機器人的市場規模在持續擴大,中國各省份在工業機器人領域的投入力度也在不斷加強。廣東和浙江等勞動力出現缺口的制造業大省,為工業機器人的應用提供了專項基金和購置補貼。
(三)人工智能的快速發展
人工智能(AI)是一種新興的通用技術,已經滲透到生產的不同環節,并且改變了生產過程和經濟組織運作的方式。工業機器人的應用更多替代了人類體力勞動,而人工智能技術主要替代人類腦力勞動。高質量發展主要體現在勞動生產率或全要素生產率的增長。人工智能技術的應用將勞動者從繁瑣的程序工作中解放出來,提高了員工的勞動生產率的同時,也提高了企業的全要素生產率,有助于實現以技術創新和知識驅動為特征的宏觀經濟高質量發展。
近年來,中國人工智能行業一直處于強勁的上升趨勢。中國信息通信研究院的數據顯示,中國人工智能行業以銷售額代表的市場規模已從2015年的約110億元人民幣增加到2019年的570億元人民幣,在五年內增長了近五倍,年平均增長率約為55%,遠高于同期全球人工智能行業每年約36%的平均增長率。當前,中國的人工智能公司總數已經排名世界第二,僅次于美國[4]。此外,世界知識產權組織收集的不同國家提交的人工智能專利數量顯示,2018年,中國在人工智能領域的專利申請量業已躍居全球第一。
(四)大數據產業擴張
工業大數據在制造業中的作用主要體現在智能設計與生產、網絡化協同制造、智能服務、個性化定制等方面。大數據與工業4.0系統的各個結構進行通信,并且虛擬連接相關設施,在數據收集、管理以及數據應用的整體解決方案等方面,對工業4.0的發展至關重要。
2015年,十八屆五中全會首次提出“國家大數據戰略”,發布《促進大數據發展行動綱要》。從那時起,全國許多地方政府專門建立了大數據產業園區,來推動大數據產業的發展。同時,隨著新一代信息技術、智慧城市、數字中國等發展戰略相繼提出,社會經濟領域的數字化轉型得到加強,大數據的范圍不斷擴大,大數據應用程序也快速發展,大數據對實體產業的支持得到進一步加強。就工業4.0而言,工業大數據的生成和應用已經貫穿于整個產品的全生命周期,從設計、研發、制造、營銷到售后服務等各個環節,幫助企業提高生產效率、產品質量以及智能化水平。2019年,中國大數據行業的整體規模已達到5386億元,延續2014年以來的持續增長勢頭。五年來,大數據行業的整體規模增長了兩倍,平均年增長率超過20%。預計到2021年,大數據產業的市場規模更是會增長到8070.6億元[5]。
三、中國工業4.0發展面臨的問題
盡管中國的工業4.0在各個方面都取得了顯著成就,通過各種創新活動促進了中國產業結構的升級、就業結構的改善以及生產率的提高,促進了我國經濟發展。但是,總體而言,中國的制造業仍處于從“工業2.0”到“工業3.0”的過渡的階段,中國工業4.0的發展與德國等發達國家仍有較大差距,而且還存在產業結構錯位、產品質量和創新能力低等問題。這種狀況不僅與高質量發展的要求不協調,也更容易受到當前國際貿易競爭和科技競爭壓力沖擊的不利影響。
(一)工業4.0整體發展水平較低
中國不同公司、行業和地區之間的自動化程度存在較大差異,智能化、數字化技術在不同公司的生產中的作用也存在很大差異。盡管中國在某些高科技產業中擁有少數領先企業,但大多數中國制造業企業通常是后來者,仍處于應用先進技術的早期階段。
盡管經過幾年的快速發展,中國工業4.0的各個領域已在不同維度上得到了一定改進,但在滿足整個經濟體系的發展要求方面仍然存在很大差距。例如,工業機器人在中國制造業中的整體使用率仍然低于預期。國際機器人聯合會發布數據顯示,2018年中國工業機器人的使用密度為140/10000,相當于制造業中每10000名工人140臺機器人[6]。在一些發達國家,例如韓國,日本和德國,工業機器人的密度都遠高于300/10000。特別是在韓國,制造業的機器人密度是每10000名工人774臺。因此,工業機器人在中國制造業的使用率仍有很大的提高空間。
(二)產業和產品結構錯位
作為“世界工廠”,中國制造業能夠提供的產品數量和產品種類在全球都無出其右。然而,中國制造業在高端芯片、航空發動機、高檔數控機床、工業軟件等領域存在產品短板,更有一些卡脖子的瓶頸。同時,中國的高端裝備制造業和生產服務業的發展滯后于發達國家。制造業企業多是通過OEM方式嵌入全球價值鏈,增加值的創造主要來自產業鏈中下游的零部件加工、組裝和制造等環節,卻較少源自以高技術為核心的產品設計研發、高端產品制造、定制服務等高附加值環節。中國工業4.0的支撐產業僅在國際勞動分工中貢獻低附加值,在提供高技術附加值產品和服務方面缺乏競爭力。此外,以技術密集型產業和以生產為導向的生產性服務業的比例相對偏低,無法實現中國制造業結構的可持續性和健康發展。而且,國內企業的產業集聚和集群發展水平還不夠,一些行業中出現的冗余投資和生產能力過剩使這些公司容易受到外部挑戰的影響。
在工業4.0的幾個關鍵領域,國內企業尚未具備自主供給的生產能力,在關鍵零部件和材料方面更是如此。雖然部分國內企業可生產提供這些產品,但是其技術水平也遠遠低于國際先進標準。以工業機器人為例,最大的四家工業機器人生產商占中國市場份額的60%。但是,它們都是外資企業,而中國本土品牌只占不到10%的市場份額,而且其產品主要集中在機器人產業價值鏈的中低端。此外,中國的大多數人工智能技術創新都集中在技術的應用層面上,與世界領先水平相比仍有很大差距。中國智能制造系統的關鍵零部件主要依靠進口,例如工業機器人領域的高性能伺服電機、高精度減速器,激光器領域的功能組件以及3D打印機的核心組件等,均無法擺脫進口依賴,這給工業4.0的進一步發展也造成了障礙。
(三)產品質量和創新能力低,無法支撐工業4.0的進一步提升
我國制造業產品和流程標準化發展不足,諸多制造技術掌握在技術工人手中,技術傳承往往通過經驗傳遞而不具有標準化的流程,這制約了產品品質的持續提升。中國的制造業每年由于產品質量低下和產品質量安全風險造成的直接損失超過2000億元人民幣,間接損失更是超過1萬億元人民幣。與德國或日本制造的產品相比,中國制造的出口產品在國際市場上也沒有高質量的聲譽,影響國際市場的產品需求。
我國制造業企業的創新能力與發達國家企業的創新能力之間仍然存在很大差距。盡管我國制造業上市公司在研發投入的力度在不斷加大,但仍存在不平衡不充分問題,高技術制造業研發經費投入到基礎研究和應用研究領域的比重不足5%,遠低于世界制造強國水平。在生物制藥、計算機、機械設備和電氣設備等技術密集型產業中,中國的研發投入還是低于美國和日本這些世界先進國家的投入水平。制造業關鍵核心技術受制于人的局面沒有得到扭轉,關鍵零部件、重大技術裝備、高端設備的研發存在不少短板。這種創新能力不足,研發落后導致的核心技術短缺,難以支撐工業4.0的發展。
(四)嚴峻的競爭壓力
中美貿易戰、科技戰的升級,造成對中國工業4.0的排擠和打壓。美國在光伏、電子信息、半導體等領域的核心技術意圖進行封鎖,這可能會抑制我國高端制造業的發展,減緩我國制造業數字化、智能化的發展進程。此外,近年來,美國、德國和英國等發達國家提出了以振興國內制造業為重心的“再工業化”戰略,其戰略依賴于信息技術及應用,通過數字制造技術的優勢來抓住制造業的新制高點,在世界范圍內開展了一場全球制造業爭奪戰。這樣,由于技術能力和產品質量的劣勢,中國企業和產品在世界市場上處于不利地位。中國企業不僅需要克服自身創新能力不足、經營成本上升等難題,而且還需要直面全球市場的競爭壓力,不利于工業4.0的升級。
四、促進中國工業4.0發展的市場監管政策組合
雖然中國的工業4.0在寬帶網絡基礎設施、工業機器人的使用、大數據和AI技術的應用等方面取得了一些進步,但依然存在整體發展水平較低、產品和產業結構錯位、技術和質量水平低等短板和缺陷。如此,工業4.0的進一步發展面對很大挑戰,也不能充分發揮對高質量發展的支撐作用,從市場監管的視角來看,需要進一步完善市場監管政策體系,在以下幾個方面強化市場監管政策的作用。
(一)用競爭政策代替選擇性產業政策
在中國經濟發展的現階段,應調整和完善產業政策與競爭政策之間的關系和權重。主要目標是確立競爭政策的優先地位,關鍵是在競爭政策和產業政策之間建立協調機制,產業政策不能減弱和扭曲市場競爭。中國的工業4.0政策體系之中,應該更加注重功能性投資,而不是選擇性投資,以避免生產要素分配不當。同時,要利用功能性產業政策來刺激市場機制發揮作用。即使在存在自然壟斷,以及在公共物品的供給領域,也應加強功能性產業政策的應用,減少選擇性產業政策的范圍。此外,在改善營商環境方面,應該實施公平競爭審查制度,強化反壟斷執法,嚴格打擊企業壟斷、區域封鎖保護、地方政府限制交易、行業壁壘等行為。保障市場主體公平競爭,鼓勵市場創新,推動規范相關行業發展,維護公平競爭的市場秩序。
(二)靈活開放市場準入政策
隨著新一代信息技術的迅速發展,技術更新周期變短,新一代互聯網技術與制造業融合加速,工業生產的組織方式、信息數據的利用方式日新月異,使得政府在面對新的發展形式時必須靈活采取新的監管策略,適時調整人工智能、大數據等行業市場準入政策。調整市場主體和新產品準入監管,確保各類型市場交易主體的合法身份、資格資質的同時,適當放寬準入門檻,既能滿足人工智能、大數據等行業的快速發展需求,又能降低企業在產品和市場交易過程中存在的信息不確定的風險。
面對工業4.0相關行業、企業和產品快速發展的需求,應該探索全流程在線辦理模式,開辟網上登記、在線辦理等通道,探索建設企業電子檔案庫,為新市場主體提供包括電子工商登記、在線財稅在內的一站式政務服務。建立特殊產品準入制度,根據一定條件對新業態、新產品實施分類指導,對未進入產品目錄的新型產品,實施分級分類準入制度,打通準入通道的同時引導企業主體自律。通過建立特殊產品準入制度與高效辦理準入流程,助力新經濟、新業態下新產品的市場準入,這有益于搶占新經濟、新業態的發展先機。
(三)創新監管機制
工業4.0的高質量發展離不開統一高效的市場監管體系,需要創新市場監管體制,鼓勵工業4.0相關產業競爭與創新發展,激發市場活力。在制定工業4.0相關產業監管政策時,在確保監管政策可實施的情況下,既要進行有效監管也要進行培育發展,給工業4.0相關產業預留出創新發展空間。
對于工業4.0相關產業的監管, 不光是由政府對產業發展進行單向的順位監管, 還要吸納多元主體參與輔助監管,加強與大數據、人工智能等相關行業協會、企業家以及社會公眾的聯系,定期溝通獲取監管等不同主體的相關信息,形成政府監管、行業規范、企業家反饋、公眾監督相結合的多元主體協同監管模式,使監管機制更加有效。
(四)加強對中小企業的扶持力度
我國中小企業規模小,財力、物力、人力相對比較薄弱,而政府政策的執行層面上存在著“重國營輕民營”“重大輕小”的認知偏差,造成了對民營中小企業的實質性歧視。審批環節過多、門檻過高等多種因素疊加,導致中小企業在工業4.0建設中的不利地位。對處于不同生命周期的中小企業制定差異化的扶持政策,尤其是要對人工智能、大數據、智能制造等工業4.0相關重點領域的中小企業實施固定資產加速折舊、增值稅返還獎勵等優惠稅收政策。
(五)構建技能型人才培養體系
工業4.0的深入發展,簡單和常規的機械工作程序將逐步被智能機器所取代,保留的復雜工序分工又對工人的知識和技能提出了更高的要求,因而未來的工業4.0和制造業發展需要更多的高質量人力資本。應更加重視高技能人才培養,積極推進職業教育,及時完善和更新培訓體系,對現有人員進行工業4.0所需知識和技能的再培訓,提高其技能素養。建立以培育技能素養為核心的人才培養體系,將培養具備技能素養的“工匠型”人才作為職業教育培養人才導向。
參考文獻:
[1] 丁純、李君揚.德國的“工業4.0”:內容,動機和前景[J].德國研究,2014,(4):49-66.
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[3] 中國信息通信技術研究院.中國寬帶發展白皮書(2019年)[R].2019.
[4] 中國機器人產業聯盟.2018工業機器人市場報告[R].2018.
[5] 中國信息通信技術研究院.世界AI產業發展藍皮書(2020年)[R].2020.